变压吸附,是一种新型分离技术,它有如下优点:(1)产品纯度高。(2)一般可在和不高的压力下工作,床层再生时不用加热,节能经济。(3)设备简单,操作、维护简便。(4)连续循环操作,可完全达到自动化。因此,当这种新技术问世后,就受到各国工业界的关注,竞相开发和研究,发展迅速,并日益成熟。利用的平衡吸附量随组分分压升高而增加的特性,进行加压、减压的操作方法。吸附是放热过程,脱附是吸热过程,但只要吸附质浓度不大,吸附热和脱附热都不大,因此变压吸附仍可视作等温过程。变压吸附一般是常温操作,不须供热,故循环周期短,易于实现自动化,对大型化气体分离生产过程尤为适用。变压吸附的工业应用有:D空气和工业气体的:@高纯氢的制备:3空气分离制富氧或富氮空气(见彩图):@混合气体的分离如烷烃、烯烃的分离。@生物降解洗涤剂中间物,石脑油高纯度正构烷烃熔剂和异构体的分离:6,制取高纯度一氧化碳,回收利用工业尾气。 吸附剂是变压吸附提氢技术的关键,其性能直接影响到氢气的纯度和产率。湖北新型变压吸附提氢吸附剂
吸附剂的再生流程对制氢纯度的影响整个过程的大致流程是:首先,将原料原料冲入吸附装置,并进行原料的吸附过程,这一过程占整个周期的大部分。其次,对装置进行4次的均压放压流程,一般来说均压的次数增加,可以提高回收更多可用气体,提高可用气体产率,并且在前几次均压,回收的有用气体提升较多,到后几次均压有用气体增加并不明显,因此对于均压的次数要进行合理的控制.充分吸收有用气体。紧接着要进行顺向放压流程和逆向放压流程,使气体向下一缓冲罐中流动,充分利用几个缓冲罐。然后,进行清洗以及冲压,清洗使缓冲塔得到再生利用的过程,为下个流程做准备,达到循环利用的目的,如果这个环节处理不好就会导致下次变压吸附工艺制取的氢不纯。在整个过程中,均压、清洗、吸附等多个步骤对制氢的纯度都会成很大影响。 甲醇重整变压吸附提氢吸附剂生产厂家吸附剂的再生可以通过降低压力或提高温度来实现,这可以释放被吸附的氢气并恢复吸附剂的活性。
从变压吸附(PSA)工序来的氢气是含有少量氧气的粗氢气,纯度尚达不到要求,需净化。粗氢气首先进入常温脱氧塔,在其中装填的新型常温pd催化剂的催化下,氧和氢反应生成水,然后经冷却器冷却至常温,再进入由两个干燥塔、一个预干燥塔、一台分液罐、两台换热器等组成的等压TSA干燥系统。经干燥后的产品氢即可达到纯度99.999%、氧含量小于1ppm、低于-65°C的要求。等压TSA干燥系统的工艺过程如下脱氧后的氢气首先经流量调节回路分成两路。其中一路直接去干燥塔,其装填的干燥剂将氢气中的水分吸附下来,使氢气得以干燥。在一台干燥塔处于干燥的状态下,另一台干燥塔处于再生过程。
变压吸附(PSA)气体分离装置中的吸附主要为物理吸附物理吸附是指:依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力(包括范德华力和电磁力)进行的吸附。特点是:吸附过程中没有化学反应,吸附过程进行的极快,参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成,并且这种吸附是完全可逆的。变压吸附气体分离工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有的两个基本性质:一是对不同组分的吸附能力不同,二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加,随吸附温度的上升而下降利用吸附剂的性质,可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯,利用吸附剂的第二个性质,可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生,从而构成吸附剂的吸附与再生循环,达到连续分离气体的目的。选择合适的吸附剂和工艺参数是实现高效变压吸附提氢的关键,这需要对吸附剂的性能和工艺流程有深入的了解。
天然气水蒸汽重整制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、电解水制氢大型制氢:天然气水蒸汽重整制氢占主导地位:(1)天然气既是原料气也是燃料气,无需运输,氢能耗低,消耗低,氢气成本。(2)自动化程度高,安全性能高。(3)天然气制氢投资较高,适合大规模工业化生产,一般制氢规模在5000Nm3/h以上时选择天然气制氢工艺更经济小型制氢、高纯氢采用电解水方法:水电解制氢技术自开发以来一直进展不大,其主要原因是需要耗用大量的电能,电价的昂贵,用水电解制氢都不经济。电解水制氢,规模一般小于200Nm3/h,是较成熟的制氢方法,由于它的电耗较高,致其单位氢气成本较高。甲醇水蒸汽重整制氢是中小型制氢的(1)甲醇蒸汽重整制氢与大规模的天然气制氢或水电解制氢相比,投资省,能耗低。由于反应温度低,工艺条件缓和,燃料消耗也低。与同等规模的天然气制氢装置相比,甲醇蒸汽转化制氢的能耗约是前者的50%。(2)甲醇蒸汽重整制氢所用的原料甲醇易得,运输,储存方便。而且所用的原料甲醇纯度高,不需要再进行净化处理,反应条件温和,易于操作。 变压吸附提氢吸附剂可以通过改变吸附剂的晶体结构来调节氢气的吸附性能。甲醇重整变压吸附提氢吸附剂生产厂家
变压吸附法是一种可持续发展的氢气提取技术,具有广泛的应用前景。湖北新型变压吸附提氢吸附剂
甲醇部分氧化制氢甲醇部分氧化制氢是放热反应,可对外提供热量,其主要副产物为CO2,可降低CO含量。在以氧气作为氧化剂时,所产生的氢气浓度可达66%;但在以空气为氧化剂时,氢气浓度为41%。甲醇部分氧化与甲醇水蒸气重整反应相比,有以下优点:反应是放热反应,在接近230℃时,反应速度快,当用氧气代替水蒸气做氧化剂,效率更高。但用空气做氧化剂时,会带入氮气降低氢含量,为后续分离提出带来困难。潘相敏等[5]制备CuZnAlZr整体式催化剂,并考察了水醇比、氧醇比和液体空速等条件对该催化剂上甲醇氧化重整制氢反应的影响,实验得到***反应条件为水醇摩尔比1,氧醇摩尔比0.22,液体空速0.96h-1。亓爱笃等[8]在Cr-Zn氧化物催化剂上考察了各种工艺条件对甲醇氧化重整制氢过程的影响。通过正交试验对甲醇的转化率、氢气的选择率、氢产率和产物中CO、CO2的浓度影响程度为反应温度>氧醇比>水醇比。湖北新型变压吸附提氢吸附剂